使用植物烧成物的热传导部件以及吸附材料的制作方法

文档序号:3445077阅读:261来源:国知局
专利名称:使用植物烧成物的热传导部件以及吸附材料的制作方法
技术领域
本发明涉及一种使用植物烧成物的热传导部件以及吸附材料,尤其涉及板状、糊状等的热传导部件、以及用于除去有害气体、有害物质的吸附材料。
背景技术
专利文献I中公开了一种含有硅橡胶、且硫化后的成型体的热传导率为O. 4ff/m ·Κ以上、体积固有电阻率为IO9 Ω · Cm以上的热传导性·电绝缘性硅橡胶组合物。另外,如非专利文献I所公开的那样,气体吸附材料中所含的活性炭的原料大致分为石炭系(泥炭、褐炭、木炭、浙青炭等)、木质系(椰子壳、木材、锯屑)、其他(石油浙青、合成树脂(高分子)、各种有机灰等)。就活性炭的原料和细孔径分布的关系而言,其特征在于,椰子壳活性炭与石炭系活性炭相比,分布集中在孔径小的范围,孔径大的细孔少。因此,椰 子壳活性炭多用于应用对象为分子尺寸小的气相吸附。以同样是石炭系但石炭化程度不太深的褐煤(褐炭)、泥炭为原料的活性炭,其存在生成较多介孔的倾向。因此,这样的活性炭被用于在液相中吸附分子尺寸大的高分子量的物质(着色物质、腐殖酸)。予以说明的是,就平均细孔而言,锯屑的情况下为3. 54nm,石炭的情况下为2. 15nm,石炭的情况下为I. 97nm,椰子壳的情况下为I. 77nm,合成高分子的情况下为I. 60nm。专利文献I :日本特开2000-053864号公报非专利文献 I http://www. jpo. go. jp/shiryou/s_sonota/hyoujun_gi jutsu/mizushori/1-9-1. pdf

发明内容
发明要解决的问题但是,专利文献I所示的含有硅橡胶的热传导部件存在有可能产生硅氧烷气体等问题,该硅氧烷气体会引起开关、继电器等的接触故障。因此,要求有一种替代品,其不使用硅橡胶且能得到与以往产品同等乃至更高的热传导率。另外,对于非专利文献I所示的活性炭而言,即使平均细孔小也为I. 60nm,合成高分子的平均大小也为I. 60nm左右。因此,难以有效吸附尺寸比其小百分之几十的物质。具体而言,例如,氮气、氧气、二氧化碳的分子尺寸分别为约O. 36nm、约O. 34nm、约O. 33nm,因此,在想吸收这些气体的情况下,如果用由现有原料构成的活性炭的话,还是存在一定的限度。另一方面,通常被称作活性炭的多数物质,其细孔半径在大约O. Inm至大约数百纳米这一宽度范围内,这样,不适于有效吸附特定尺寸的物质。因此,在制造吸附材料方面,活性炭的原料和制造条件的选定就成了非常重要的因素。因此,本发明的课题在于热传导材料的开发和提供使用该热传导材料的热传导部件,所述热传导材料维持与以往产品的热传导率同样的热传导率、且不使用硅橡胶即可。
另外,本发明的课题在于提供一种通过适当选择活性炭的原料和制造条件就能有效吸附特定分子尺寸的物质的吸附材料。用于解决问题的方法为了解决上述问题,本发明的热传导部件具备母材和相对于该母材所含有的植物烧成物,该热传导部件通过对植物烧成物相对于所述母材的含有率和该植物烧成物的烧成温度中的至少一方进行控制来制造。另外,本发明的热传导材料含有上述植物烧成物。植物烧成物能够使用大豆皮、油菜籽柏、芝麻柏、棉籽柏、棉籽壳、大豆壳、可可豆壳等的烧成物。母材能够使用乙烯-丙烯二烯橡胶、涂料、水泥等。根据本发明,例如为上述各植物的情况下,如果相对于母材为200phr的含有率,并且使烧成温度为900°C以上,则能够得到O. 4[W/(m · K)]以上的热传导率。 另外,本发明的吸附材料具备在特定的细孔半径值处具有微分容积的波峰的植物烧成物。就植物烧成物而言,可调整烧成温度和中值粒径。植物烧成物是大豆皮、油菜籽柏、芝麻柏、棉籽柏、棉籽壳、大豆壳、可可豆壳中的任一烧成物。根据本发明,通过针对吸附对象的物质决定植物烧成物的烧成温度等,能够控制该植物烧成物的细孔半径值,实现吸附。
具体实施例方式以下,参照附图对本发明的实施方式进行说明。(实施方式I)本实施方式中,首先,通过对大豆皮、油菜籽柏、棉籽壳、芝麻柏、棉籽柏、可可豆壳中的任一种进行碳化烧成而制造植物烧成物。此处,通过将大豆等作为原材料制造食用油等,而产生了大量的大豆皮等。虽然其中的大部分再利用于畜牧用的饲料、农业用的肥料,但更进一步的用途还正在摸索。本发明人从生态学的观点进行了日日夜夜的研究,结果发现作为大豆皮等更进一步的再利用,将大豆皮等的烧成物用作热传导材料和热传导部件是有意义的。另外,如之后的实施方式2所述,本发明人发现,大豆皮等的烧成物不仅作为热传导材料和热传导部件使用是有意义的,即使是作为气体吸附材料等各种吸附材料使用也是有意义的。植物烧成物,可以通过在例如约900[°C ]的温度下,使用静置炉、旋转炉等碳化装置,在氮气等非活性气体氛围下或真空中烧成大豆皮等而得到。然后,粉碎大豆皮等的烧成物,例如使用106 μ m的方形筛进行筛分。如此所述,可以得到在大豆皮等的烧成物全体中,其80%左右为85 μ m以下的烧成物。这时的中值粒径,例如为约30 μ m 约60 μ m。另外,中值粒径,使用SHIMADZU公司的激光衍射式粒度分布测定装置SALD — 7000等进行测定。在本实施方式中,将中值粒径例如为约30 μ m 约60 μ m的大豆皮等的烧成物,以及将它们选择性地进一步微粉碎,使最小的中值粒径约为I μ m。另外,本说明书中所述的微粉碎,是指将微粉碎前的物质的中值粒径粉碎至下降约I个位数数量级的程度。因此,例如粉碎前的中值粒径为30μπι,则粉碎为3μπι。不过,微粉碎并非严格地使微粉碎前的物质的中值粒径下降约I个位数,也包括将微粉碎前的物质的中值粒径粉碎至例如1/5 1/20。另外,在本实施方式中,以微粉碎后的中值粒径最小时为I μ m的方式进行粉碎。图I是表示本实施方式的热传导部件的电磁波屏蔽特性的测定结果的图表。以下,设定该热传导部件是在作为母材的乙烯-丙烯二烯橡胶等中配合大豆皮等烧成物即热传导材料而成的物 质。图I (a)表示大豆皮烧成物的测定结果。图I (b)表示对生大豆皮(=烧成前的大豆皮)以75[wt.%] 25[wt.%]的比例混合液体状甲阶型酚醛树脂所得的烧成物的测定结果。另外,在对生大豆皮混合甲阶型酚醛树脂时,可以实现大豆皮烧成物的强度、碳量的提高。不过需要注意的是,该混合物本身在本实施方式的热传导材料和热传导部件的制造上并非必要的。图I (a)、图I (b)的横轴表示频率[MHz],纵轴表示电磁波屏蔽量[dB]。此外,图I (a)、图I (b)所示的测定结果的测定对象,都是使大豆皮烧成物的中值粒径为约60 μ m,大豆皮烧成温度为约900 [°C ],板状的热传导部件的厚度(板厚)为约2. 5 [mm]。另外,该电磁波屏蔽特性是于2007年7月5日在山形县工业技术中心的置赐试验场中,使用屏蔽效果评价器(ADVANTEST公司制TR17301A)和频谱分析仪(ADVANTEST公司制TR4172)进行测定的。参见图I可知,随着热传导材料相对于母材的含有率提高,电磁波屏蔽量也在提高。此处有几点需要关注,第I,根据本实施方式,可以自由调整大豆皮烧成物相对于母材的含有率。更为显著的是,在所有包含大豆皮的植物烧成物的情况下,可以提高其相对于母材的含有率。如图I所示,本实施方式的热传导部件,具有通过提高大豆皮烧成物的含有率而提高电磁波屏蔽量的特性。此处,试着以碳黑代替大豆皮烧成物,作为乙烯-丙烯二烯橡胶的含有对象时可知,相对于乙烯-丙烯二烯橡胶含有100[phr]量的碳黑,则热传导部件的挠性下降。此外,虽然一直没有说相对于橡胶含有400 [phr]量的碳黑是不可能的,但要实现这种情况也是非常困难的。相对来说,在本实施方式的热传导部件的情况下,可以相对于橡胶含有约400[phr]量的大豆皮烧成物。第2,本实施方式的热传导部件,提高大豆皮烧成物相对于母材的含有率,结果具有显著提高电磁波屏蔽量的优点。此外,如果改变看法,则本实施方式的热传导部件,通过调整大豆皮烧成物相对于母材的含有率,还具有容易控制电磁波屏蔽量的优点。如图I所示,特别是在50[MHz]附近的频带中,可以确认优异的电磁波屏蔽量。具体来说,如果大豆皮烧成物相对于橡胶的含有率为约400 [phr],则在到500 [MHz]为止的频带中,电磁波屏蔽量可以保持在20 [dB]以上,并且其最高值超过40 [dB]。从通常销售的电磁波屏蔽材料的电磁波屏蔽量大多介于5[dB] 25[dB]来看,该数值是一个令人惊讶的数值。同样可知,即使在大豆皮烧成物的含有率为约300[phr]时,在300[MHz]以下的频带中,电磁波屏蔽量也可以保持在20[dB]以上。

图19是表示放大图I所示的电磁波屏蔽特性的测定范围的测定结果的图表。图19的横轴表示频率[MHz],纵轴表示电磁波屏蔽量[dB]。另外,在图I中,以到500 [MHz]为止的频带作为测定范围,而在图19中,以到1000[MHz]为止的频带作为测定范围。并且,此处,以在生大豆中不含有甲阶型酚醛树脂并进行烧成后的物质作为测定对象。
首先,着眼于到500[MHz]为止的频带可知,可以获得电磁波屏蔽量与图I图表相同的测定结果。另一方面,着眼于500 [MHz] ~ 1000 [Mhz]的频带可知,到600 [MHz]为止,任一测定对象的电磁波屏蔽量都减少了。然而,之后的大部分测定对象,在直到800[MHz]左右的频带中,电磁波屏蔽量提高。并且可知,从约900 [MHz] 约1000 [MHz],电磁波屏蔽量再次减少。图20 (a) 图20 (d)是表示对于油菜籽柏、芝麻柏、棉籽柏、棉籽壳的烧成物的电磁波屏蔽特性的测定结果的图表。图48是表示对于可可豆壳的烧成物的电磁波屏蔽特性的测定结果的图表。图20 Ca) 图20 Cd)以及图48的横轴表示频率[MHz],纵轴表示电磁波屏蔽量[dB]。此外,图20 (a)表示油菜籽柏的电磁波屏蔽特性的测定结果,图20 (b)表示芝麻柏的电磁波屏蔽特性的测定结果,图20 (c)表示棉籽柏的电磁波屏蔽特性的测定结果,图20 Cd)表示棉籽壳的电磁波屏蔽特性的测定结果。另外,对于在900[°C ]的烧成温度下烧成油菜籽柏、芝麻柏、棉籽柏、棉籽壳、可可 豆壳所得的烧成物进行粉碎,并使用例如106 μ m的方形筛进行筛分,它们的中值粒径分别为约48 μ m、约61 μ m、约36 μ m、约34 μ m、约39 μ m。因此,以下在仅写明油菜籽柏等的烧成温度为900 [°C ]时,表示该油菜籽柏等的烧成物的中值粒径为约48 μ m等。首先,在将图20 (a) 图20 (d)以及图48和图19互相比较时可知,对于它们之间的电磁波屏蔽特性,可以观察到同样的倾向。具体来说,在任一图表中,在到约500[MHz]为止的频带中,随着烧成物相对于橡胶的含量增多,都存在有电磁波屏蔽量提高的倾向。
此外,在任一图表中,在植物烧成物的含量为400[phr]时,都可以确认最高值超过30[dB]的电磁波屏蔽量。进一步,还可以确认在700[MHz] 1000[MHz]的频带中,形成了较小的电磁波屏蔽量波峰。图21 (a) 图21 (C)是表示改变大豆皮烧成物的制造条件等时的电磁波屏蔽特性的测定结果的图表。图21 (a) 图21 (c)的横轴表示频率[MHz],纵轴表示电磁波屏蔽量[dB]。此外,图21 Ca)是表示烧成温度为900[°C ]并对大豆皮烧成物进行微粉碎的物质的图表,图21 (b)是表示大豆皮的烧成温度为1500 [°C ](严格来说,是将900 [°C ]下的烧成物在1500[°C ]下进行二次烧成。下同。),并且未进行微粉碎的物质的图表,图21 (c)是表示大豆皮的烧成温度为3000[°C ](严格来说,是将900[°C ]下的烧成物在3000[°C ]下进行二次烧成。下同。),并且未进行微粉碎的物质的图表。如图21 (a)所示,在对大豆皮烧成物进行微粉碎时,与未进行微粉碎时相比,无论烧成物相对于橡胶的含量怎样,都存在有电磁波屏蔽量减少的倾向。具体来说,在植物烧成物相对于橡胶的含量为400[phr]时,仅能确认最高值达到约25[dB]左右的电磁波屏蔽量。相对于此,图I所示的在900°C下烧成并且未进行微粉碎的情况,其超过40 [dB]。由此可知,烧成物的粒径越大,则电磁波屏蔽量越提高。如图21 (b)所示,在大豆皮的烧成温度为1500[°C ]的情况下,可以确认和图19所示的大豆皮的烧成温度为900[°C ]时相同的电磁波屏蔽量。换句话说,即使大豆皮的烧成温度为1500 [°C ],也未观察到电磁波屏蔽量的显著提高。如图21 (C)所示,在大豆皮的烧成温度为3000[°C ]的情况下,当大豆皮烧成物相对于橡胶的含量为400[phr]时,可以确认能够获得稳定的电磁波屏蔽量。也就是说,在图19的图表中,随着进入约150[MHz] 约600[MHz],电磁波屏蔽量大大降低,但在图21的图表中,仅仅确认大致平稳的缓缓下降。此外,和图21 (b)的图表相比,则更容易理解,但在烧成物相对于橡胶的含量为150 [phr]时,可以确认电磁波屏蔽量的提高。进一步,根据图21 (C),在横跨到1000[MHz]为止的较宽范围的频带中,可以获得超过约25[dB]的电磁波屏蔽量,这一点值得关注。如上所述,一般现有产品的电磁波屏蔽量大多介于5[dB] 25[dB]。但是,现有产品仅在有限的频带中可以实现25[dB]的电磁波屏蔽量,而在横跨到1000[MHz]为止的较宽范围的频带中,是无法实现的。因此,本实施方式的热传导部件,在电磁波屏蔽量方面可以说是具有显著的效果。以下,对本实施方式的热传导材料以及热传导部件作更详细的说明。图2是本实施方式的热传导材料和热传导部件的模式制造工序图。首先,将食用油等制造时所产生的生大豆皮放置在碳化装置中,并在氮气氛围下,使温度每分钟上升约 2[°C ],直到700[°C ] 1500[°C ](例如900[°C ])的规定温度。然后,在达到的温度下实施3小时左右的碳化烧成处理。接着,将烧成的大豆皮粉碎后进行筛分处理,得到中值粒径例如约4 μ m 约80 μ m (例如60 μ m)的大豆皮烧成物。这样,首先进行热传导材料的制造。接着,将该热传导材料和乙烯-丙烯二烯橡胶,与各种添加剂一起放入混炼机中,进行混炼处理。然后,对混炼物实施成型处理,然后进行硫化处理。如此,完成热传导部件的制造。此处,本实施方式的热传导部件,可以使用所需形状的模具等进行成型。因此,即使搭载于电子设备等的需要热传导部件的电子基板的形状并非平面,也能够制造对应于电子基板形状的热传导部件。此外,本实施方式的热传导部件,还具有切断、弯曲等的加工自由度。这一点也是制造热传导部件时的优点。此处,随着近年来电子设备的小型化,电子设备框体内需要节省空间,因此存在有难以使用热传导部件,或者需要考虑了热传导部件配置空间的电子设备设计的问题。本实施方式的热传导部件,可以为对应于电子设备内空间形状的形状,因此不需要进行考虑热传导部件配置空间的制品设计等,从而达到了该第二效果。本实施方式的热传导部件,可以适当用于电子设备、电子设备的检查装置、建材等。也就是说,例如,本实施方式的热传导部件,还可以配备在手机、PDA(Personal DigitalAssistant :个人数码助理)等通信终端本体上,或者安装在搭载于通信终端本体的电子基板上,或者配备在所谓的屏蔽箱中,或者配备在屋顶材料、地板材料或墙壁材料等中,或者由于具有导电性,而作为抗静电体用于作业鞋、作业服的一部分中。结果有这样的优点,S卩,例如不需要使用具有由手机等或房屋周边的高压线等所发出的电磁波对人体产生不良影响的令人担忧的材料,而提供一种轻量的屏蔽箱,或提供一种具有抗静电功能的作业鞋等。更详细来说,如图13所示,本实施方式的热传导部件,可以通过适当调整制造条件,而在例如50[MHz] 300[MHz]周边的频带中,得到优异的电磁吸收特性。此外,如图I所示,本实施方式的热传导部件,可以通过适当调整制造条件,而在500[MHz]以下的频带中,实现超过20[dB]的电磁波屏蔽量。因此,具有可以提供对500[MHz]以下的频带有用的屏蔽箱的优点。
接着,对“生大豆皮”、“大豆皮烧成物(热传导材料)”和“热传导部件”进行以下测定等。(I) “生大豆皮”和“大豆皮烧成物”的成分分析、(2) “生大豆皮”和“大豆皮烧成物”的组织观察、(3) “大豆皮烧成物”的导电性试验、(4)对于“热传导部件”,根据试验对象的热传导材料的烧成温度或中值粒径的差异而导致的表面电阻率的测定。图3 Ca)是表示大豆皮、油菜籽柏、芝麻柏、棉籽柏、棉籽壳、可可豆壳在烧成前通过ZAF定量分析法的成分分析结果的图表。图3 (b)是表示图3 (a)所示的大豆皮等在烧 成后通过ZAF定量分析法的成分分析结果的图表。另外,大豆皮等烧成物的制造条件,如使用图2的说明所述,但“规定的温度”为900[°C ],“中值粒径”为约30 μ m 约60 μ m。此夕卜,ZAF定量分析法,和有机元素分析法相比,对C、H、N元素的定量可靠性低,因此要对C、
H、N元素进行高可靠性的分析,还要另外使用有机元素分析法进行分析。这一点在后文中描述。图3 Ca)所示的烧成前的大豆皮,其碳(C)成分为51. 68%,氧(O)成分为45. 98%,它们各占约一半。无机成分等为剩余的2. 35%。烧成前的油菜籽柏等,和烧成前的大豆皮同样,碳(C)成分、氧(O)成分各占整体的大约一半。具体观察可知,图3 Ca)的“C”相对于全部植物,都包含50% 60%。此外还可知,对于这5种全部的植物,含有较多“0”,并且仅次于“C”。此外,如图3 (b)所示,烧成后的大豆皮,其碳(C)成分增加至烧成前的接近I. 2倍。具体来说,烧成后的大豆皮为61. 73%。此外,烧成后的大豆皮,通过烧成,其氧(O)成分减少至近一半。进一步,其它成分则为从减半到增加至5倍的各种形式,总之还都在总体的百分之几以内。烧成后的油菜籽柏等,只是程度上有差异,其和烧成后的大豆皮同样,可以看出碳(C)成分增加,氧(O)成分减少的倾向。此外,对于测定对象的元素,所有植物都和大豆皮的情况相同,除了“C”和“O”夕卜,看不到其它在量上的特征。另外,对于大豆皮,在烧成温度为1500 [°C ]时,“C”增加至75. 25%,“H”减少至O. 51%,“N”减少至O. 96%。此外,对于大豆皮,在烧成温度为3000 [°C ]时,“C”增加至99. 92%,“H”减少至O. 00%, “N”减少至O. 03%。不过,图3所示的成分分析结果,由于是以图2所示的顺序·条件进行制造,因此碳含有率等如上述举例所述,也会因大豆皮等的烧成温度不同而不同,这一点需要注意。并且这一点在后文中描述。图23 (a)是表示对应于图3 (a)的使用有机元素分析法的成分分析结果的图表。图23 (b)是表示对应于图3 (b)的使用有机元素分析法的成分分析结果的图表。在观察图23 (a)、图23 (b)时,总的来说可以评价,6种植物的烧成物中所含的有机元素的比例相同。这可以认为是由于大豆皮和油菜籽柏等都为植物,没什么变化。即便如此,对于油菜籽柏、芝麻柏、棉籽柏来说,由于具有同为油柏的共同点,因此图表更为相似。具体来说,“N”相对多,烧成前后的“C”增加率相对低。另一方面,对于大豆皮、棉籽壳来说,由于具有同为外皮的共同点,因此图表相似。具体来说,“N”相对少,烧成前后的“C”增加率相对高。与此相对,就可可豆壳而言,“N”相对少这一点是共同的,但烧成前后的“C”增加率相对低。此外,观察“C”可知,棉籽壳最高(约83%),芝麻柏最低(约63%)。分别进行观察,在使用有机微量元素分析法的成分分析中,烧成前的大豆皮,其碳(C)成分、氢(H)成分、氮(N)成分,分别为39. 98%,6. 11%、1.50%。因此可知,烧成前的大豆皮,原本碳成分就多。此外,从图23 (a)中也可以得出在油菜籽柏等其它植物中,在烧成前碳成分就多。另一方面,在使用有机微量元素分析法的成分分析中,烧成后的大豆皮,其碳(C)成分、氢(H)成分、氮(N)成分,分别为73. 57%,O. 70%、I. 55%。因此可知,碳成分通过烧成而增加。此外,从图23 (b)中可以得出在油菜籽柏等其它植物中,通过烧成,碳成分增加。另外,对可可豆壳进行成分分析时,作为烧成物的可可豆壳的成分分析结果,碳成分约为43. 60%,氢成分约为6. 02%,氮成分约为2. 78%。另一方面,作为烧成后的可可豆壳的成分分析结果,碳成分约为65. 57%,氢成分约为I. 12%,氮成分约为I. 93%。另外,可可豆壳 的烧成物的体积固有电阻率为4. 06X 10_12Ω · cm。由以上内容可以概括出,在利用有机微量元素分析法的成分分析中,就烧成前的植物烧成物而言,总体来说,原本碳成分就多,在烧成后,碳成分因烧成而增多。图4是表示“生大豆皮”的组织观察结果的扫描型电子显微镜(Scanning ElectronMicroscope SEM)照片。图4 (a) 图4 (c)分别为“生大豆皮”以1000倍的倍率进行拍照的外皮照片、以1000倍的倍率进行拍照的内皮照片、以500倍的倍率进行拍照的截面照片。另外,此处所述的截面,是指外皮和内皮界面附近的大致正交截面。图4 (a)所示的生大豆皮外皮,具有部分屏蔽隔绝外界和内皮间水分的功能。仅观察该外皮照片,作为整体形状,可以确认表面上具有凹凸分散。图4 (b)所示的生大豆皮内皮,形成网目状结构。仅观察该内皮照片,作为整体形状,可以确认表面上具有缓和并且高低差较小的起伏。图4 (c)所示的生大豆皮的截面,仅观察该截面照片,可以确认一端与外皮相连,另一端与内皮相连的多个柱状结构。图5是表示“大豆皮烧成物”的组织观察结果的SEM照片。图5 (a) 图5 (C)分另Ij为“大豆皮烧成物”以1000倍的倍率进行拍照的外皮照片、以1000倍的倍率进行拍照的内皮照片、以500倍的倍率进行拍照的截面照片。另外,该大豆皮是在900 [°C]的烧成温度下进行烧成。图5 Ca)所示的大豆皮烧成物的外皮,作为整体形状,可以确认并没有在“生大豆皮”时所确认的凹凸。但是,“大豆皮烧成物”的外皮不光滑。图5 (b)所示的大豆皮烧成物的内皮,依然可以确认网目状的结构,但由于没有水分,因此网目变细。此外,“大豆皮烧成物”的内皮,也可以评价为网目状结构坍塌。图5 (C)所示的大豆皮烧成物的截面,依然可以确认柱状结构,但各个柱状部分变细,其长度也缩短,并且间隙显著减少。还可以观察到柱状部分坍塌,并变化为纤维质。图24是“大豆皮烧成物”的SEM照片。图24 (a) 图24 (C)分别为“大豆皮烧成物”在900 [°C ]> 1500 [°C ]>3000 [°C ]烧成温度下进行烧成的烧成物的SEM照片,图24Cd)表示对在900[°C ]的烧成温度下烧成的大豆皮烧成物进行微粉碎的材料的SEM照片。另外,任一 SEM照片,都是以1500倍的倍率进行拍照。如图24 (a) 图24 (C)所示,由其中任一照片都可以确认“大豆皮烧成物”为柱状结构,即多孔质结构。但是,随着烧成温度提高,各个柱状部分进一步变细,从而产生了缩小的印象。这可以认为是由于随着烧成温度的提高,进一步产生碳化。如图24 (d)所示,微粉碎的大豆皮烧成物大部分为约10 μ m以下大小的粒子。另夕卜,这符合将大豆皮烧成物进行微粉碎时的中值粒径为微粉碎前的约1/10的中值粒径的条件。具体来说,图24 (d)所示的烧成物,其中值粒径为约6.9 μ m。图25 (a)、图25 (b)是分别以2万倍、5万倍的倍率对图24 Ca)中的“大豆皮烧成物”进行拍照的SEM照片。图25 (C)、图25 (d)是分别以2万倍、5万倍的倍率对图24(b)中的“大豆皮烧成物”进行拍照的SEM照片。图25 (e)、图25 (f)是分别以2万倍、5万倍的倍率对图24 (c)中的“大豆皮烧成物”进行拍照的SEM照片。有意思的是可知,大豆皮烧成物在其表面上存在有粒状物体。并且可知,这些物 体,随着大豆皮烧成物的烧成温度提高,其数量增加,并且其尺寸也变大。尚未确定这些物体是结晶生长的物体,或像碳纳米管那样的物体,或并非上述任一种物体,但其它植物中未确认出此种现象。此外,如果观察图25 Ca) 图25 (f),则可以明确确认大豆皮烧成物为多孔质结构。此外,在通过X射线衍射来测定大豆皮烧成物中的微晶尺寸时,可知图24 (a)的物质为约Inm 约3nm,图24 (b)、图24 (c)的物质为大约20nm。图6是表示对“大豆皮烧成物”进行导电性试验的试验结果的图表。图6的横轴表不对大豆皮烧成物施加的压力[MPa],纵轴表不体积固有电阻率[Ω ·αιι]。作为比较例,以酚醛树脂相对于生大豆皮的浸溃率为O [wt. %]、25 [wt. %]、30 [wt. %]、40 [wt. %]时的各大豆皮烧成物为试验对象。在图6 (b)中,作为比较例,将稻谷壳烧成物的试验结果与大豆皮烧成物的导电性试验一起表不。导电性试验基于JIS-K7194进行。另外,图6 (a)、图6(b)中任一个的“大豆皮烧成物”、稻谷壳烧成物,分别以烧成温度为900[°C ],中值粒径为60 μ m的条件作为制造条件。采用下述方法,将测定对象“大豆皮烧成物”的粉末Ig加入到内径约为25Φ的圆筒状容器中,然后使直径约为25Φ的圆柱状黄铜与上述容器的开口部分重合,并使用压力机(东洋精机社制=MP-SC),通过黄铜,每次以O. 5 [MPa]为幅度,从O [MPa]加压至4 [MPa]或5 [MPa],由此一边对大豆皮烧成物进行加压,一边使低电阻测电器(夕' ^ ^>卜社制IoreSta - GP MCP 一 T600)的探针与黄铜的侧部和底部接触来测定其体积固有电阻率。另外,在使用约10 Φ的圆筒状容器代替约25 Φ的圆筒状容器,使用直径约为10 Φ的圆柱状黄铜代替直接约为25Φ的圆柱状黄铜,并且其它条件如上所述时,对于导电性试验的试验结果,也可以得到同等结果。根据图6 (a)所示的试验结果,无论酚醛树脂对生大豆皮的浸溃率高低,随着压力增加,大豆皮烧成物的体积固有电阻率都下降。也就是说,电导率提高。进一步,根据图6 (a)所示的试验结果,大豆皮烧成物的导电率,不会因酚醛树脂的浸溃率而有太大的影响。进一步,虽然大豆皮烧成物,在未加压时(O [MPa])的体积固有电阻率约为101CI[Q · cm],但在加压O. 5 [MPa]时的体积固有电阻率约为10_°_4[Ω ·αιι],然后,即使在加压至4. O [MPa]时,体积固有电阻率还停留在约10_1(Ι[Ω μπι]。由此可以评价,大豆皮烧成物只要进行一定程度的加压,则体积固有电阻率下降,但之后,还不能说随着压力增加而有体积固有电阻率的显著下降。根据图6 (b)可知,大豆皮烧成物的体积固有电阻率,与稻谷壳烧成物相比,在未加压时 加压时这两种情况下都低,并且大豆皮烧成物的导电率高。顺带说一下,图6 (b)所示的大豆皮烧成物的导电率,和碳黑为相同程度。另夕卜,例如,体积固有电阻率为I. OX ΙΟ—1 [Ω * cm]和体积固有电阻率为
3.O X IO-1 [ Ω · cm],严格来说是相差3倍,但本领域技术人员明白,体积固有电阻率的测定结果并不需要这样的严格性。因此,体积固有电阻率为Ι.ΟΧΚΓ Ω ·_]和体积固有电阻率为3. O X IO-1 [ Ω · cm],这两者都是“ ΙΟ—1”的位数,并且没有改变,因此,它们可以评价为彼此同等。此外,由图6的评价可知,由于酚醛树脂可能未有效浸溃在大豆皮中,因此如果进行预烧大豆皮,或者进行更细的粉碎,然后再使酚醛树脂浸溃生大豆皮等,可以将酚醛树脂轻易渗入大豆皮的前处理,则还保留有可以提高大豆皮烧成物导电率的余地。综上所述可知,本实施方式的植物烧成物,具有通过施加例如O. 5[MPa]以上的压力,而提高导电率的特性。图26是表示棉籽壳、芝麻柏、油菜籽柏、棉籽柏、可可豆壳的烧成物的导电性试验的试验结果的图表。图26的横轴表示对在900°C的烧成温度下烧成棉籽壳等所得的烧成物施加的压力[MPa],纵轴表示体积固有电阻率[Ω · cm] 另外,该导电性试验,通过和图6所说明情况相同的方法进行。与图6 (b)进行对比可知,棉籽壳、芝麻柏、油菜籽柏、棉籽柏、可可豆壳的导电性,与大豆皮烧成物相比,其体积固有电阻率大致相等。具体来说,棉籽壳的体积固有电阻率为3.74X10 —2[Ω · cm],芝麻柏的体积固有电阻率为4. 17X10 —2[Ω · cm],油菜籽柏的体积固有电阻率为4. 49X10 —2[Ω · cm],棉籽柏的体积固有电阻率为3.35Χ10_2[Ω · cm],可可豆壳的体积固有电阻率为
4.06 X 10 2 [ Ω · cm]。图27是表示改变烧成炉和烧成温度时的大豆皮烧成物的导电性试验的试验结果的图表。图27的横轴表示施加在大豆皮烧成物上的压力[MPa],纵轴表示体积固有电阻率[Ω · cm] ο另外,与图6所示相对应的条件,以□所描绘的图表表示。首先,将选择静置炉作为烧成炉并使烧成温度直接为900 [°C]的情况(以▽描绘),与选择旋转炉作为烧成炉并使烧成温度直接为900[°C ]的情况(以□描绘)进行比较,可以认为体积固有电阻率差别不大。具体来说,以▽描绘的图表的体积固有电阻率为4. 68X10 —2[Ω · cm],以□描绘的图表的体积固有电阻率为9. 60Χ 10 2[ Ω · cm],可见两者都为“ 102”这样的位数。因此可以说,大豆皮烧成炉的选择,对于体积固有电阻率几乎不会产生影响。另一方面,将选择旋转炉作为烧成炉并使烧成温度降低至700[°C ]的情况(以Λ描绘),与使用静置炉并使烧成温度为900 [°C ]的情况(以▽描绘)进行比较,其体积固有电阻率增加。因此可以说,大豆皮的烧成温度对体积固有电阻率产生了影响。因此,试着进一步改变大豆皮的烧成温度,并测定其体积固有电阻率。此外,还试、着测定对大豆皮烧成物进行微粉碎时的体积固有电阻率。图28是表示改变烧成温度等时的大豆皮烧成物的导电性试验的试验结果的图表。图28的横轴表不施加在大豆皮烧成物上的压力[MPa],纵轴表不体积固有电阻率[Ω · cm]。图28分别表示烧成温度为1100[°C ]时(以Λ描绘)、烧成温度为1500[°C ]时(以▽描绘)、烧成温度为3000[°C ]时(以实线· □描绘)、对烧成温度为1500[°C ]的烧成物进行微粉碎时(以〇描绘)、对烧成温度 为3000[°C ]的烧成物进行微粉碎时(以 描绘)、烧成温度为900[°C ]的状态下对烧成物进行微粉碎时(以虚线· □描绘)的图表。由图28可知,烧成温度为900[°C ]的状态下并对烧成物进行微粉碎的情况(以虚线· □描绘),是其中体积固有电阻率最高的。另外,将该体积固有电阻率的图表和图6进行对比可知,两者有些微差别,但如果对烧成物进行微粉碎,则体积固有电阻率高。接着,体积固有电阻率较高的图表是对烧成温度为1500[°C ]的烧成物进行微粉碎的情况(以〇描绘)。体积固有电阻率提高的原因可以评价为,是由于烧成温度相对较低。此外,将对烧成温度为1500[°C ]的烧成物进行微粉碎的情况(以〇描绘),与未对烧成物进行微粉碎并且烧成温度为1500[°C ]的情况(以▽描绘)相比,对烧成物进行了微粉碎的情况,其体积固有电阻率高。相同的倾向,如上所述,也可以见于烧成温度为900[°C ]的烧成物,如下文所说明,还可见于烧成温度为3000[°C]的烧成物。因此可以说,大豆皮烧成物如果进行了微粉碎,则体积固有电阻率提高。此外,如果关注烧成温度,则与烧成温度为1100[°C ]的情况(以Λ描绘)相比,烧成温度为1500[°C ]的情况(以▽描绘),以及烧成温度为3000[°C ]的情况(以实线· □描绘),其大豆皮烧成物的体积固有电阻率低,因此可以说随着烧成温度的提高,体积固有电阻率降低。另外,该烧成温度和体积固有电阻率的关系,也适用于对烧成物进行微粉碎的情况。接着,在测定大豆皮烧成物的体积固有电阻率时,试着改变几个参数。另外,加压条件统一为O. 5[MPa]。(2)大豆皮烧成物的中值粒径的改变通过在前述的筛分后进行粉碎等,试着将大豆皮烧成物的中值粒径改变为约15μπκ约30μπι。但是,在这些数值的情况下,体积固有电阻率都在大约10_1CI[Q · cm]附近,没有较大差别。另一方面,在通过在前述的筛分后进行粉碎等,使大豆皮烧成物的中值粒径为约4μπκ约8μπι时,其体积固有电阻率在大约10_°_7~°_8[Ω - cm]附近,可以观察到有些提高。推测这是由于在这些数值的情况下,即使改变大豆皮烧成物的中值粒径,也几乎不存在大豆皮特有的细胞层的柱状和网目状结构。(3)大豆皮的烧成温度的改变在改变大豆皮的烧成温度时,可以得到有意思的测定结果。即,试着将大豆皮的烧成温度改变为约 500[°C ]、约 700[°C ]、约 1100 [。。]、约 1300 [。。]、约 1500 [。。]。另外,对于测定对象而言,使酚醛树脂对生大豆皮的浸溃率为25 [wt. %],对大豆皮烧成物的加压条件为 5 [MPa]。
图7是表示大豆皮烧成温度和体积固有电阻率的关系的图表。图7的横轴表示大豆皮的烧成温度[°C ],纵轴表示体积固有电阻率[Ω · cm]。根据图7,随着大豆皮烧成温度的上升,体积固有电阻率急剧减小。这很有可能是由于大豆皮烧成物中的碳含有率提高。另一方面,在使大豆皮的烧成温度为约1100 [°C ]以上时可知,未观察到体积固有电阻率有太大变化。可以认为这是由于大豆皮烧成物中的碳含有率以及其它成分的含有率几乎未产生变化。此外,特别是当大豆皮的烧成温度在大约500 [°C ] 大约700 [°C ]之间时,还可以观察到较大变动。可以 认为这是由于大豆皮烧成物中的碳含有率变化较大。另外,当大豆皮的烧成温度约为1500[°c ]时,体积固有电阻率是大约为10_15[Ω · Cm]的极小值。综上所述可知,本实施方式的热传导材料,在大豆皮的烧成温度例如为700[°C ]以上时,具有导电率提高的特性。(4)其它改变改变大豆皮烧成物的中值粒径和大豆皮的烧成温度中的任一者,同时也试着改变大豆皮烧成物相对于乙烯-丙烯二烯橡胶的含有率。图8是表不大 皮烧成物的含有率和体积固有电阻率的关系的图表。在图8 (a)中,是在大豆皮的烧成温度分别为600[°C ]、900[°C ]、1500[°C ]时进行测定。图8 (a)的横轴表不大豆皮烧成物的含有率[phr],纵轴表不体积固有电阻率[Ω ·αιι]。另外,大豆皮烧成物的中值粒径都为60 μ m,大豆皮的烧成物和母材的混合物的厚度都为2. 5 [mm]。此夕卜,图8内所描绘的数值,是从大豆皮的烧成物和母材的混合物中任意选择的9点进行测定的平均值。如图8 (a)所示可知,无论大豆皮的烧成温度怎样,体积固有电阻率都随着大豆皮烧成物的含有率的提高而下降。在大豆皮的烧成温度为900[°C ]、1500[°C ]这种烧成温度相对较高的情况下,无论大豆皮烧成物的含有率高低,都未观察到较大差别。并且,该体积固有电阻率随着大豆皮烧成物的含有率提高而下降,特别是在大豆皮烧成物的含有率在约100[phr] 约200[phr]时,可以观察到急剧下降。另一方面,在大豆皮的烧成温度为600[°C ]这种烧成温度相对较低的情况下,虽然体积固有电阻率都随着大豆皮烧成物的含有率的提高而下降,但与大豆皮的烧成温度相对较高的情况相比,该下降是线性的。因此,在大豆皮的烧成温度为900[°C ]等时,未观察到急剧下降。如上所述,在大豆皮的烧成温度相对较高和相对较低时的测定结果不同的原因,可以考虑如下。也就是说,可以认为,在大豆皮的烧成温度相对较低时,大豆皮中原本存在具有绝缘性的有机成分,而与大豆皮的烧成温度相对较高时相比,它们大多碳化,或者未热分解而残留下来。此外,在大豆皮的烧成温度为900[°C ]和1500[°C ]时,得到体积固有电阻率几乎相同的测定结果的原因,可以认为是当烧成温度为900[°C ]以上时,大豆皮的成分构成,即碳含有率未产生较大变化。图39是表示改变烧成温度等时的大豆皮烧成物的体积固有电阻率的图表。图39表示分别对在900[°C ]下烧成并进行微粉碎的大豆皮烧成物,以及在3000[°C ]下烧成且未进行微粉碎的大豆皮烧成物进行测定的结果。另外,为了进行参考,还记载了图8 (a)所示的在1500[°C ]下烧成并且未进行微粉碎的大豆皮烧成物的测定结果。首先,在3000[°C ]下烧成的大豆皮烧成物的情况下,当大豆皮烧成物的含有率为O [phr]时,是和在900[°C ]下烧成并进行微粉碎的大豆皮烧成物的情况几乎相同的测定结
果O但是,在3000[°C ]下烧成的大豆皮烧成物的情况下,当大豆皮烧成物的含有率为150 [phr]时,可以确认为3.0Χ103[Ω · cm]左右的体积固有电阻率,当其为400 [phr]时,可以确认为80X 10 1 [ Ω · cm]左右的体积固有电阻率。
根据图39所示的对于在3000[°C ]下烧成的大豆皮烧成物的测定结果以及图8
(a)所示的测定结果可知,当超过1500 [°C ]以上的规定烧成温度时,大豆皮烧成物的碳含有率产生较大变化,并且体积固有电阻率观察到变化。此外,根据图39所示的测定结果可以说,通常,烧成温度越高,则导电性越高,并且大豆皮烧成物相对于橡胶的含有率越高,则导电性也随之提高。进一步,根据图39所示的测定结果,如果对大豆皮烧成物进行微粉碎,则导电性稍微下降。因此可知,大豆皮烧成物的粒径对于导电性的好坏产生了影响。但是,在对大豆皮烧成物进行微粉碎时可知,相对于大豆皮烧成物相对于橡胶的含有率的变化,体积固有电阻率的变化较为缓和。这在大豆皮烧成物的含有率在150 [phr] 300 [phr]之间变化时,可以显著观察到。因此,对大豆皮烧成物进行微粉碎的情况,可以说具有容易控制体积固有电阻率的优点。在图8 (b)中,是对大豆皮烧成物的中值粒径分别为2μπι、10μπι、60μπι时的体积固有电阻率进行测定。图8(b)的横轴表示大豆皮烧成物的含有率[phr],纵轴表示体积固有电阻率[Ω μπι]。另外,大豆皮的烧成温度都为900 [°C],大豆皮的烧成物和母材的混合物的厚度都为2. 5[mm]。如图8 (b)所示可知,无论大豆皮烧成物的中值粒径大小如何,体积固有电阻率都随着大豆皮烧成物的含有率的提高而下降。此外可知,大豆皮烧成物的中值粒径越大,则体积固有电阻率随之下降。可以认为是由于中值粒径小的烧成物在橡胶中难以形成大豆皮烧成物的集块所致。此处,集块是由于大豆皮烧成物相互连接而形成的,并且构成电流通路。因此,在难以形成集块时,电流难以流过。并且,随着大豆皮烧成物的含有率提高,体积固有电阻率缓缓下降,电流变得容易流过。另一方面,在形成极大量的集块时,即使大豆皮烧成物的含有率低,体积固有电阻率也急剧下降。综上所述可知,本实施方式的热传导材料,在大豆皮烧成物的中值粒径为例如IOym以上时,具有导电率提高的特性。图29是表示棉籽壳、芝麻柏、油菜籽柏、棉籽柏、可可豆壳的烧成物的含有率和体积固有电阻率的关系的图表。图29的横轴表示棉籽壳等的烧成物的含有率[phr],纵轴表示体积固有电阻率[Ω cm]。另外,任一植物的烧成物,其烧成温度都为900 [°C],热传导部件的厚度都为2. 5 [mm]。此外,图29内所描绘的数值,是从热传导部件中任意选择的9点进行测定的平均值。如图29所示,棉籽壳、芝麻柏、油菜籽柏、棉籽柏的各体积固有电阻率,可以得到彼此相同的测定结果。它们的体积固有电阻率,如图8 (b)所示,可以说和大豆皮的体积固有电阻率相同。图9是表示试验对象的热传导部件的“表面电阻率”的测定结果的图表。在测定表面电阻率时,试着改变大豆皮的烧成温度、大豆皮的中值粒径、大豆皮烧成物相对于橡胶的含有率。图9 Ca)是表示根据用于得到试验对象的热传导部件的烧成温度差异的“表面电阻率”的测定结果的图。图9 (a)的横轴表示热传导部件的测定位置,纵轴表示表面电阻率[Ω/sq]。此处,在大豆皮的烧成温度分别为600[°C ]、900[°C ]、1500[°C ]时,在从热传导部件中任意选择的9点进行测定。另外,大豆皮烧成物的中值粒径都为60 μ m,大豆皮烧成物相对于母材的含有率都为200 [phr],热传导部件的厚度都为2. 5 [mm]。根据图9 (a)所示的测定结果,无论烧成温度的高低,表面电阻率都不会因热传导 部件的位置而出现较大差别。但是,在烧成温度高的情况下,可以观察到表面电阻率的偏差有些微减少。可以认为这是由于烧成温度越高,则大豆皮越进行碳化,因此矫正了大豆皮的成分构成的不均匀性。图9 (b)是表示根据试验对象的热传导材料的大豆皮烧成物的中值粒径差异的“表面电阻率”的测定结果的图。图9 (b)的横轴表示热传导部件的测定位置,纵轴表示表面电阻率[Ω /sq]。此处,在大豆皮烧成物的中值粒径分别为2 μ m、10 μ m、60 μ m时,在从热传导部件中任意选择的9点进行测定。另外,大豆皮烧成物的烧成温度都为900 [°C ],大豆皮烧成物相对于母材的含有率都为200 [phr],热传导部件的厚度都为2. 5 [mm]。根据图9 (b)所示的测定结果,无论大豆皮烧成物的中值粒径大小如何,表面电阻率都不会因热传导部件的位置而出现较大差别。但是,在大豆皮烧成物的中值粒径较大的情况下,可以观察到表面电阻率的偏差有些微减少,并且表面电阻率也下降。图9 (C)是表示根据大豆皮烧成物相对于橡胶的含有率差异的“表面电阻率”的测定结果的图。图9 (C)的横轴表示热传导部件的测定位置,纵轴表示表面电阻率[Ω/sq]。此处,在大豆皮烧成物相对于橡胶的含有率分别为O [phr]、100 [phr]、200 [phr]、300 [phr]、400 [phr]时,在从热传导部件中任意选择的9点进行测定。另外,大豆皮烧成物的中值粒径都为60 μ m,大豆皮的烧成温度都为900 [°C ],热传导部件的厚度都为2. 5 [mm]。根据图9 (C)所示的测定结果,无论大豆皮烧成物相对于橡胶的含有率怎样,表面电阻率都不会因热传导部件的位置而出现较大差别。但是,在大豆皮烧成物相对于橡胶的含有率较高的情况下,可以观察到表面电阻率的偏差有些微减少,并且表面电阻率也下降。综上所述可知,本实施方式的热传导材料,通过使大豆皮烧成物相对于橡胶的含有率为200[phr]以上,并且提高烧成温度,增大粒径,而具有导电率提高的特性。图30 Ca) 图30 (h)是表示油菜籽柏、芝麻柏、棉籽柏、棉籽壳的烧成物的热传导部件的体积固有电阻率和表面电阻率的测定结果的图表,图47 (a)、图47 (b)是表示可可豆壳的烧成物的热传导部件的体积固有电阻率和表面电阻率的测定结果的图表,并且它们分别对应于图9 (C)。另外,油菜籽柏等的烧成温度为900[°C]。图30 (a)、图30 (C)、图30 (e)、图30 (g)、图47 (a)的横轴表示热传导部件的测定位置,纵轴表示体积固有电阻率[Ω · cm] ο图30 (b)、图30 (d)、图30 (f)、图30 (h)、图47 (b)的横轴表示热传导部件的测定位置,纵轴表示表面电阻率[Ω/sq]。图30 (a)、图30 (b)表不油菜籽柏烧成物的热传导部件的体积固有电阻率和表面电阻率的各图表。根据图30 (a)、图30 (b)可知,当油菜籽柏烧成物相对于橡胶的含有率为200[phr]以上时,具有导电率提高的特性。另外,当油菜籽柏烧成物相对于橡胶的含有率为400[phr]时,体积固有电阻率为11. 5[Ω · cm],表面电阻率为46. 3[ Ω/sq]。图30 (C)、图30 (d)表不棉籽柏烧成物的热传导部件的体积固有电阻率和表面电阻率的各图表。根据图30 (C)、图30 (d)可知,当棉籽柏烧成物相对于橡胶的含有率为200[phr]以上时,具有导电率提高的特性。另外,当棉籽柏烧成物相对于橡胶的含有率为400 [phr]时,体积固有电阻率为4. 93 [ Ω -cm],表面电阻率为19. 7 [ Ω /sq],并且在图30所示结果中,分别都是最好的结果。图30 (e)、图30 Cf)表示芝麻柏烧成物的热传导部件的体积固有电阻率和表面电阻率的各图表。根据图30 (e)、图30 (f)可知,当芝麻柏烧成物相对于橡胶的含有率为200[phr]以上时,具有导电率提高的特性。另外,当棉籽柏烧成物相对于橡胶的含有率为400 [phr]时,体积固有电阻率为13. 7[Ω · cm],表面电阻率为54. 7 [ Ω/sq]。
图30 (g)、图30 (h)表不棉籽壳烧成物的热传导部件的体积固有电阻率和表面电阻率的各图表。根据图30 (g)、图30 (h)可知,当棉籽壳烧成物相对于橡胶的含有率为200[phr]以上时,具有导电率提高的特性。另外,当棉籽壳烧成物相对于橡胶的含有率为400 [phr]时,体积固有电阻率为5. 69[Ω · cm],表面电阻率为22. 8 [ Ω/sq]。图47 (a)、图47 (b)表示可可豆壳的烧成物的热传导部件的体积固有电阻率以及表面电阻率的各图表。根据图47 (a)、图47 (b)可知,当可可豆壳烧成物相对于橡胶的含有率为200[phr]以上时,具有导电率提高的特性。另外,当油菜籽柏烧成物相对于橡胶的含有率为400[phr]以上时,体积固有电阻率为30. 6[Ω · cm],表面电阻率为119. 2[ Ω /sq]。由以上考察可知,和大豆皮烧成物的情况相同,当植物烧成物相对于橡胶的含有率为200[phr]以上时,具有导电率提高的特性。此外,如果仅就大豆皮、油菜籽柏、芝麻柏、棉籽柏、棉籽壳的各烧成物而言,则可知当植物烧成物相对于橡胶的含有率为200[phr]以上时,在任一情况下,与该含有率到150[phr]为止的情况相比,其表面电阻率都大幅下降。此外,对各体积固有电阻率进行观察可知,当该含有率为200[phr]以上时,与该含有率到150[phr]为止的情况相比,其体积固有电阻率也大幅下降。图31 (a) 图31 (f)是表不本实施方式的热传导部件的体积固有电阻率和表面电阻率的测定结果的图表,并且它们分别对应于图9 (C)。大豆皮烧成物的中值粒径为60 μ m0图31 (a)、图31 (C)、图31 (e)的横轴表不热传导部件的测定位置,纵轴表不体积固有电阻率[Ω ·αιι]。图31 (b)、图31 (d)、图36 (f)的横轴表示热传导部件的测定位置,纵轴表不表面电阻率[Ω /sq]。图31 (a)、图31 (b)表示对烧成温度为900 [°C ]的烧成物进行微粉碎的大豆皮相关的热传导部件的体积固有电阻率和表面电阻率的各图表,图31 (C)、图31 (d)表不大豆皮的烧成温度为1500[°C ]的大豆皮相关的热传导部件的体积固有电阻率和表面电阻率的各图表,图31 (e)、图31 (f)表不大豆皮的烧成温度为3000 [°C ]的大豆皮相关的热传导部件的体积固有电阻率和表面电阻率的各图表。
首先,对各图表进行对比可知,如前所述,随着烧成温度的提高,体积固有电阻率和表面电阻率同时下降。接着,对各图表内的测定结果进行对比可知,随着烧成温度的提高,以及随着大豆皮烧成物相对于橡胶的含有率的提高,体积固有电阻率和表面电阻率同时下降。图10 图12是表示“热传导部件”的电磁波吸收特性的图表。图10等的横轴表示频率[MHz],纵轴表示电磁波吸收量[dB]。图10等中所示的电磁波吸收特性是,在300[mm] X300[mm]大小的金属板上设置相同尺寸的热传导部件的状态下,对该混合物照射图10等中所描绘频率的入射波,测定来自热传导部件的反射波能量,求出入射波和反射波的能量差,即,电磁波吸收量(能量损失)。另外,该测定是使用弧形电磁波吸收测定器,并基于弧形测试(arch test)法进行的。此处,准备好下述条件的试样I 4。也就是说,准备试样I :热传导部件的厚度为2. 5[mm],大豆皮烧成物相对于橡胶的含有率为 300 [phr]试样2 :热传导部件的厚度为2. 5[mm],大豆皮烧成物相对于橡胶的含有率为400 [phr]试样3 :热传导部件的厚度为5. 0[mm],大豆皮烧成物相对于橡胶的含有率为300 [phr]试样4 :热传导部件的厚度为5. 0[mm],大豆皮烧成物相对于橡胶的含有率为400 [phr]。另外,对于试样I 4中的任一者而言,用于得到热传导材料的大豆皮的烧成温度900[°C ]大豆皮烧成物的中值粒径60 μ m。根据图10可知,热传导部件的厚度较薄的试样1、2 (图中以〇、X描绘),在频带4000 [MHz] 6000 [MHz]中的电磁波吸收量相对较多,在频带6000 [MHz] 8000 [MHz]中的电磁波吸收量相对较少。另一方面,热传导部件较厚的试样3、4 (图中以Λ、□描绘),在频带4000[MHz] 8000[MHz]中的电磁波吸收量偏差较小,电磁波吸收量相对较少。此外可知,大豆皮烧成物相对于橡胶的含有率高的试样2、4 (图中以X、□描绘),和大豆皮烧成物相对于橡胶的含有率低的试样1、3 (图中以〇、Λ描绘)相比,其电磁波吸收量较少。对于图11,准备好下述试样5 7。也就是说,准备试样5 :用于得到热传导部件的大豆皮的烧成温度600[°C ]试样6 :用于得到热传导部件的大豆皮的烧成温度900[°C ](试样I)试样7 :用于得到热传导部件的大豆皮的烧成温度1500[°C ]。另外,对于试样5 7中的任一者而言,大豆皮烧成物的中值粒径60 μ m热传导部件的厚度2· 5[mm]大豆皮烧成物相对于橡胶的含有率300 [phr]。根据图11,关于试样7 (图中以□描绘)的电磁波吸收量,无论频带怎样,都显示大致一定的量,而即使这样,也可以说低频时的电磁波吸收量比高频时多。
一方面可知,试样5 (图中以Λ描绘),随着频率提高,其电磁波吸收量增多。另一方面可知,试样6 (图中以〇描绘),随着频率提高,其电磁波吸收量减少。对于图12,准本好下述试样8 12。也就是说,准备试样8 :热传导部件的厚度0· 5[mm]试样9 :热传导部件的厚度1. O [mm]试样10 :热传导部件的厚度1. 5[mm]试样11 :热传导部件的厚度2. 0[mm](试样4)试样12 :热传导部件的厚度5. O [mm](试样3)。
另外,对于试样8 12中的任一者而言,用于得到热传导材料的大豆皮的烧成温度900[°C ]大豆皮烧成物的中值粒径60 μ m大豆皮烧成物相对于橡胶的含有率300 [phr]。根据图12,关于试样8、9、12 (图中以口、▽、X描绘)的电磁波吸收量,总的来说,无论频带怎样,都显示大致一定的量。但是,试样12(图中以X描绘)的电磁波吸收量比试样8、9 (图中以口、▽描绘)多。另一方面,试样10、11 (图中以Λ、〇描绘)随着频率高低,可以观察到其电磁波吸收量产生变化。图13、图14是表示“热传导部件”的电磁波吸收特性的图表。图13等的横轴表示频率[MHz],纵轴表示电磁波吸收量[dB]。进一步,在图13还记载了到500 [MHz]为止的频带的放大图。图13、图14所示的电磁波吸收特性,通过所谓的S—参数法测定。具体来说,是在内径约为20 Φ的圆筒状试验用容器的底面上设置外径约为20 Φ内径约为8. 7 Φ的螺旋管形的热传导部件的状态下,从试验用容器的开口端对该混合物照射图13、图14中所描绘频率的入射波,测定来自该混合物的反射波能量,求出电磁波吸收量。热传导部件是将大豆皮烧成物相对于橡胶的含有率以50[phr]的幅度在0[phr] 400[phr]间进行改变。另外,大豆皮的烧成温度都为900 [°C ],大豆皮烧成物的中值粒径都为60 μ m。根据图13,无论大豆皮烧成物的含有率高低,在500 [MHz] 2300 [MHz]附近,电磁波吸收量的偏差都较小,约为0[dB]。另外,2300[MHz] 2400[MHz]的曲线是测定时的噪音。另一方面,在2400[MHz]以上,当大豆皮烧成物的含有率为150[phr]以下时,电磁波吸收量的偏差较小,约为O [dB],但当大豆皮烧成物的含有率为200 [phr]以上时,只是程度上有差别,其电磁波吸收量变多。根据图13的放大图,在50[MHz]附近,当大豆皮烧成物的含有率为150[phr]、400[phr]时,分别可以确认一 3[dB]、一 6[dB]的电磁波吸收量,但在其它含有率时,虽然电磁波吸收量的偏差变大,但都在一 1.0[dB]以内。此处,如果关注于大豆皮烧成物的含有率为400[phr]的情况,则本实施方式的电磁波吸收体,在50 [MHz]附近的频带中,如图2所示电磁波屏蔽效果为40 [dB],如图13所示电磁波吸收量为一 6[dB],因此可以认为其产生了 34[dB]的反射。此外,由图13所示的图表可知,50 [MHz] 100 [MHz]的频带,优选用作电磁波反射体。图14表示热传导部件的厚度以O. 5 [mm]的幅度在O. 5 [mm] 5. O [mm]间进行改变时的频率与电磁波吸收量的关系。此处,大豆皮烧成物的含有率为300[phr]。
根据图14可知,除了热传导部件的厚度为2· 5 [mm]、5· O [mm]的情况,都显示出相互近似的电磁波吸收量。也就是说,当热传导部件的厚度为O. 5[mm] 1.5[mm]时,在500 [MHz] 2300 [MHz]附近,电磁波吸收量的偏差都较小,约为0[dB]。在2400 [MHz]以上,基于热传导部件的厚度差异,而存在有一定程度的差别,电磁波吸收量增多,在500 [MHz]以下,虽然电磁波吸收量的偏差变大,但都在一 I. 0[dB]以内。另外,2300[MHz] 2400[MHz]所表示的曲线是噪音。相对于此,当热传导部件的厚度为5. O [mm]时,在到3000 [MHz]为止的频带中的任一个位置,其电磁波吸收量都相对较多。此外,当热传导部件的厚度为2. 5[mm]时,自超过 1200[MHz]附近起,电磁波吸收量增多。但是,根据该试验结果,在2400[MHz]以上的频带中,热传导部件的厚度为2. 5[mm]的情况和热传导部件的厚度为5.0[mm]的情况,可以观察到电磁波吸收量的或多或少的差异。其中,当热传导部件的厚度为5. 0[mm]的情况下,在频率为50[MHz]时,可以得到一 4[dB]左右的吸收特性,并且在频带为2000[MHz] 2500[MHz]时,可以得到最大为一5[dB]左右的吸收特性,这一点值得关注。图32 (a) 图32 (h)是分别表示油菜籽柏、芝麻柏、棉籽柏、棉籽壳的烧成物所形成的热传导部件的电磁波吸收特性的图表。图32 (a) 图32 (h)的横轴表示频率[MHz],纵轴表示电磁波吸收量[dB]。此处,热传导部件的厚度为2. 5 [mm]、5. O [mm],并且改变油菜籽柏等的烧成物相对于橡胶的含有率。图32 Ca)表示在900[°C ]的烧成温度下烧成油菜籽柏烧成物所形成的厚度为2. 5[mm]的热传导部件的电磁波吸收特性,图32 (b)表示在900[°C ]的烧成温度下烧成油菜籽柏烧成物所形成的厚度为5. 0[mm]的热传导部件的电磁波吸收特性。图32 (C)表示在900[°C ]的烧成温度下烧成棉籽柏烧成物所形成的厚度为2. 5[mm]的热传导部件的电磁波吸收特性,图32 (d)表示在900[°C ]的烧成温度下烧成棉籽柏烧成物所形成的厚度为5.0[mm]的热传导部件的电磁波吸收特性。
2. 5[mm]的热传导部件的电磁波吸收特性,图32 (f)表示在900[°C ]的烧成温度下烧成芝麻柏烧成物所形成的厚度为5.0[mm]的热传导部件的电磁波吸收特性。图32 (g)表示在900[°C ]的烧成温度下烧成棉籽壳烧成物所形成的厚度为2. 5 [mm]的热传导部件的电磁波吸收特性,图32 (h)表示在900 [°C ]的烧成温度下烧成棉籽壳烧成物所形成的厚度为5. 0[mm]的热传导部件的电磁波吸收特性。在使用油菜籽柏等任一种植物烧成物时,在3000[MHz]以下的频带中,当热传导部件的厚度为2.5[mm]时,可以得到最大为一 5[dB]左右的吸收特性,并且当厚度为
5.O [mm]时,可以得到最大为一 8[dB]左右的吸收特性。另外,对于芝麻柏来说,由于在相对于橡胶含有300[phr]烧成物时,无法进行测定,因此其情况无法确定,但在2000[MHz] 3000[MHz]的频带中,在油菜籽柏等任一种植物烧成物的情况下,在相对于橡胶含有300[phr]时,可以说都具有有效的频率吸收特性。图33是表示改变烧成温度等时的大豆皮烧成物的电磁波吸收特性的图表,并且和图13相当。图33 (a) 图33 (f)的横轴表示频率[MHz],纵轴表示电磁波吸收量[dB]。此处,在热传导部件的厚度为2. 5 [mm] ,5. O [mm]这两种情况下,进行测定。图33 Ca)表示对烧成温度为900[°C ]的烧成物进行微粉碎所形成的厚度为2. 5 [mm]的热传导部件的电磁波吸收特性,图33 (b)表示对烧成温度为900 [°C ]的烧成物进行微粉碎所形成的厚度为5.0[mm]的热传导部件的电磁波吸收特性。图33 (C)表示烧成温度为1500[°C ]的厚度为2. 5[mm]的热传导部件的电磁波吸收特性,图33 Cd)表示烧成温度为1500 [°C ]的厚度为5. O [mm]的热传导部件的电磁波吸收特性。图33 (e)表示烧成温度为3000[°C ]的大豆皮相关的厚度为2. 5[mm]的热传导部件的电磁波吸收特性,图33(f)表示烧成温度为3000 [°C ]的大豆皮相关的厚度为5. O [mm]的热传导部件的电磁波吸收特性。
首先,由图33 Ca) 图33 Cf)的全部测定结果可知,在2000[MHz] 3000[MHz]的频带中,当热传导部件的厚度为5. O [mm]时,可以确认最大为10[dB]左右的电磁波吸收量,另一方面,当热传导部件的厚度为2. 5 [mm]时,无法确认这种电磁波吸收量。此外,在将图33 (a) 图33 (f)相互比较时,可以确认能够得到最大电磁波吸收量的频带,根据用于得到热传导材料的大豆皮烧成物的烧成温度、热传导部件的厚度、大豆皮烧成物相对于橡胶的含有量、大豆皮烧成物有无微粉碎而改变。由此可知,在需要得到适合用于例如2500[MHz]附近的热传导材料时,(I)可以使大豆皮烧成物的烧成温度为1500 [°C ],热传导部件的厚度为5[mm],大豆皮烧成物相对于橡胶的含量为200 [phr],并且不对大豆皮烧成物进行微粉碎,(2)也可以使大豆皮烧成物的烧成温度为900[°C ],热传导部件的厚度为5[mm],大豆皮烧成物相对于橡胶的含量为300 [phr] 400 [phr],并且对大豆皮烧成物进行微粉碎。图15、图16是表示对应于图13、图14的频率和电磁波吸收特性的关系的图表。此处,表示在2000[MHz] 8000[MHz]的频带中的电磁波吸收特性。如图15所示,如果关注于各图表的极小值,则可以看出大豆皮烧成物相对于乙烯-丙烯二烯橡胶的含有率和频带之间具有关联性。也就是说,大豆皮烧成物相对于乙烯-丙烯二烯橡胶的含有率越多,则电磁波的吸收区域越向低频带转移。此外,在大豆皮烧成物相对于乙烯-丙烯二烯橡胶的含有率和吸收量本身之间也可以看出关联性。也就是说,除了大豆皮烧成物相对于乙烯-丙烯二烯橡胶的含有率为50 [phr]、100 [phr]的情况,大豆皮烧成物相对于乙烯_丙烯二烯橡胶的含有率越增加,贝1J电磁波吸收量变得越多。但是,大豆皮烧成物的含有率为50[phr]和100[phr]的试样,无法得到吸收特性。另外,在图15中需要关注的是,当大豆皮烧成物的含有率为150[phr]时,在7[GHz] 8[GHz]的频带中,可以得到一 20[dB]的吸收特性。如图16所示,可以看出热传导部件的厚度和频带之间具有关联性。也就是说,随着热传导部件的厚度增加,电磁波的吸收区域向低频带转移。图34Ca) 图34 (d)是分别表示油菜籽柏、芝麻柏、棉籽柏、棉籽壳的烧成物所形成的热传导部件的电磁波吸收特性的图表,其相当于图15。图34 Ca) 图34 Cd)的横轴表示频率[MHz],纵轴表示电磁波吸收量[dB]。此处,油菜籽柏等的烧成温度为900°C,热传导部件的厚度为2. 5 [mm],并且改变油菜籽柏等的烧成物相对于橡胶的含有率。图34 (a)表示由油菜籽柏烧成物所形成的热传导部件的电磁波吸收特性。图34(b)表示由芝麻柏烧成物所形成的热传导部件的电磁波吸收特性。图34 (c)表示由棉籽柏烧成物所形成的热传导部件的电磁波吸收特性。图34 (d)表示由棉籽壳烧成物所形成的热传导部件的电磁波吸收特性。首先,在观察图34 (a) 图34 (d)时可知,在2000[MHz] 6000[MHz]的频带中,油菜籽柏等的各烧成物的电磁波吸收量最大值为一 15[dB]左右。另外,对于图34 (C)所示的棉籽柏来说,由于在相对于橡胶含有300[phr]烧成物时,无法进行测定,因此其情况无法确定,但在2000 [MHz] 8000 [MHz]的频带中,在油菜籽柏等任一种植物烧成物的情况下,在相对于橡胶含有300[phr]时,可以说都具有有效的频率吸收特性。并且可以得到电磁波吸收量最大的频率为4000[MHz] 6000[MHz]附近的结 果O 图35是表示改变烧成温度等时的大豆皮烧成物的电磁波吸收特性的图表,其相当于图15。图35 (a) 图35 (c)的横轴表示频率[MHz],纵轴表示电磁波吸收量[dB]。另外,热传导部件的厚度为2. 5[mm]。图35 (a)表示在900[°C ]的烧成温度下烧成大豆皮烧成物并进行微粉碎所得物质的电磁波吸收特性。图35 (b)表示在1500[°C ]的烧成温度下烧成大豆皮烧成物且未进行微粉碎所得物质的电磁波吸收特性。图35 (c)表示在3000[°C ]的烧成温度下烧成大豆皮烧成物且未进行微粉碎所得物质的电磁波吸收特性。在大豆皮烧成物的情况下,和图34所示的油菜籽柏等情况相比,无论烧成温度怎样,都可以确认20[dB]以上的强电磁波吸收特性。此外,根据这些测定结果,可以说电磁波吸收量的最大值、大豆皮的烧成温度以及大豆皮烧成物相对于橡胶的含量之间不存在关联。例如,如图35 Ca)所示烧成温度为900[°C ]的情况下含量为300[phr]时,如图35 (b)所示烧成温度为1500[°C ]的情况下含量为200[phr]时,如图35 (c)所示烧成温度为3000[°C ]的情况下含量为150[phr]时,电磁波吸收量多。此外,由图35 (a)可知,在约4200 [MHz] 约4400 [MHz]的频带中,可以确认20[dB]以上的电磁波屏蔽量。进一步,由图35 (b)和图35 (c)可知,在约6000[MHz]附近的频带中,可以确认20[dB]以上的电磁波屏蔽量。特别是,在图35 (c)中可以确认最大为接近40[dB]的电磁波屏蔽量。图17、图18是表示使用低密度聚乙烯代替乙烯-丙烯二烯橡胶作为配合大豆皮烧成物的母材时,频率和电磁波吸收量的关系的图表。图17表示大豆皮的烧成温度为900°C、中值粒径约为60 μ m、热传导部件的厚度为2. 5 [mm],并且大豆皮烧成物相对于低密度聚乙烯的含有率以10[wt. %]的幅度在O 50[wt. %]间进行改变时的图表。根据图17,无论大豆皮烧成物的含有率怎样,在500 [MHz] 2300 [MHz]附近,电磁波吸收量的偏差都较小,约为O [dB]。另外,无论大豆皮烧成物的含有率怎样,在2300 [MHz]以上、500[MHz]以下的频带中,只是有一定程度的差别,可以评价为显示出和图13所示情况相同的电磁波吸收量。图18表示大豆皮烧成物相对于低密度聚乙烯的含有率从40 [wt. %]、50[wt. %]中选择,并且将热传导部件的厚度改变为1、2、3[_]时的图表。在图18的情况下,总的来说,对于电磁波吸收量,可以评价为和图17所示情况相同。但是,在提高热传导部件的厚度,并且提高大豆皮烧成物相对于低密度聚乙烯的含有率时,电磁波吸收量增多。由此可见,当低密度聚乙烯为母材时,从电磁波吸收方面考虑,优选提高大豆皮烧成物的含有率本身。由图17、图18所示的图表可知,由于低密度聚乙烯的结构、特性上的原因,大豆皮烧成物相对于低密度聚乙烯的含有率不会多于大豆皮烧成物相对于乙烯-丙烯二烯橡胶的含有率,因此相对来说无法得到电磁波吸收特性。顺带说一下,大豆皮烧成物相对于低密度聚乙烯的含有率,最多为50[wt.%](=大豆皮烧成物的含有率100[phr])左右。如以上所说明,本实施方式的热传导部件,不仅具有防电功能、抗静电功能,还可以确认屏蔽功能。此外,这些功能,可以通过改变大豆皮等植物烧成物的制造条件而适用于各种用途。
换句话说,本实施方式的热传导部件,可以通过调整大豆皮烧成物相对于母材的含有率、大豆皮烧成物的中值粒径、用于得到大豆皮烧成物的烧成温度,而适用于各种用途。因此,例如,本实施方式的热传导材料可以用作电子设备中使用的对塑料、橡胶的导电性填料。此外,对本实施方式的大豆皮烧成物,进行以下的试验、测定。另外,此处,使用大豆皮烧成物的中值粒径为约30μπκ约60 μ m的材料进行了几次试验、测定,但并未观察到由于该范围的中值粒径的差异而导致的试验结果、测定结果的差异。(I)对本实施方式的大豆皮烧成物,测定松比重、BET比表面积、微晶尺寸等物性值。(2)对本实施方式的大豆皮烧成物,测定是否可以对乙烯-丙烯二烯橡胶以外的母材进行配合,以及在能够配合时该烧成物相对于橡胶的含有率。首先,对于物性值,可以得到以下的测定结果。松比重约O. 2g/ml 约O. 6g/ml (多数为约O. 4g/ml)BET 比表面积约 4. 7m2/g 约 390m2/g微晶尺寸约Inm 约20nm另外,在比较在900[°C ]> 1500[°C ]、3000[°C ]的各烧成温度下进行烧成的材料时,还可知BET比表面积根据烧成温度而产生变化。此处,例如,日本特开2005 - 336017号公报中公开了松比重为O. 6 I. 2g/cm3的多孔质碳材料。将该公报的内容和上述测定结果进行对比可知,本实施方式的大豆皮烧成物,其松比重为较低值。另外,本实施方式的大豆皮烧成物的松比重,根据Jis K — 1474进行测定。日本特开2007 — 191389号公报中公开了一种作为适合于非水系二次电池用电极的碳质或石墨质粒子的材料,其中值粒径为5 50 μ m, BET法比表面积为25m2/g以下。日本特开2005 — 222933号公报中公开了一种作为锂电池用负极材料的微晶尺寸大于IOOnm的碳质粒子。将该公报的内容和上述测定结果对比可以评价,本实施方式的大豆皮烧成物其微晶尺寸小且为低结晶性碳。另外,作些补充,油菜籽柏、芝麻柏、棉籽柏、棉籽壳、可可豆壳的松比重分别为约O.6 O. 9g/ml、约 O. 7 O. 9g/ml、约 O. 6 O. 9g/ml,约 O. 3 O. 5g/ml、约 O. 3 O. 5g/ml。由此可以说,外皮类(大豆皮、棉籽壳、可可豆壳)的体积较高。接着,作为是否可以对乙烯-丙烯二烯橡胶以外的母材进行配合,以及在能够配合时该烧成物相对于橡胶的含有率的测定结果,如下所述。另外,使用安田精机制作所公司制造的No. 191 一 TM TEST MIXING ROLL作为开放辊(双轴混炼机),并使用T0Y0SEIKI mini TSET PRESS · 10作为成型加工机(压缩成型机)。此外,为了进行比较,除了本实施方式的大豆皮烧成物外,还使用(I)椰子壳活性碳(日本工口力 > 文公司制造的粒状白鹭WH2C8/32SS,Lot No M957)、
(2)碳黑(旭力一术 >公司制造的 SUNBLACK285,Lot No 8BFS6)。作为乙烯-丙烯二烯橡胶以外的母材,使用(I)异戊二烯(夕二 4工7 了一" > 4卜 >工9 ^卜7 —公司制造的IR-2200)、(2)聚氯乙烯树脂(新第一塩匕公司制造的ZEST1000Z,LotNoC60211)。此外,对于椰子壳活性碳和碳黑,还确认其是否可以对乙烯-丙烯二烯橡胶进行配合。本实施方式的大豆皮烧成物等对于母材的配合,和使用前述图2的说明相同,简单来说,在以异戊二烯作为母材时,使用预热至约90[°C ]的开放辊进行捏合。此外,在以PVC作为母材时,使用预热至约185[°C]的开放辊进行捏合。然后,试着将本实施方式的大豆皮烧成物等分别与母材进行配合。另外,该大豆皮烧成物是在900 [°C ]的温度下进行烧成所得的材料,其中值粒径为30 μ m。然后,使用成型加工机,在压力为20 [MPa]、温度100 [°C]、5分钟的条件下,对配合了本实施方式的大豆皮烧成物等的母材进行成型加工。如此,对于所得结果物的是否可以对母材进行配合,以及在能够配合时该烧成物相对于橡胶的含有率的测定结果,如下所述。I.对于本实施方式的大豆皮烧成物(I)在以异戊二烯作为母材时,可以确认约600[phr]的含有率。(2)在以聚氯乙烯树脂作为母材时,可以确认约350[phr]的含有率。2.对于椰子壳活性碳(I)在以异戊二烯作为母材时,可以确认约150[phr]的含有率。但是,无法混炼入200 [phr]以上。(2)在以乙烯-丙烯二烯橡胶作为母材时,可以确认约150[phr]的含有率。但是,这种情况下,在弯曲该加压成型体时,产生裂纹。此外,无法混炼入200[phr]以上。3.对于碳黑(I)在以异戊二烯作为母材时,可以确认约100[phr]的含有率。但是,这种情况下,在弯曲该加压成型体时,产生裂纹。此外,无法混炼入150[phr]以上。(2)在以乙烯-丙烯二烯橡胶作为母材时,可以确认约100[phr]的含有率。但是,这种情况下,在弯曲该加压成型体时,产生裂纹。此外,无法混炼入150[phr]以上。综上所述,相对于本实施方式的大豆皮烧成物来说,即使使用同为来自植物的碳化物以及同为多孔质结构的“椰子壳活性碳”,也无法像本实施方式的大豆皮烧成物那样,对于母材进行大量配合。也许,本实施方式的大豆皮烧成物的烧成温度、由于该温度而导致的碳含量、反应性官能残基的多少等任一项,都可能有助于提高对母材的含有率。此外可知,在来自于石油系浙青的碳黑情况下,相对于乙烯-丙烯二烯橡胶含有100[phr]的量,其挠性下降,而且即使在相对于异戊二烯含有100[phr]的量时,其挠性也下降。另外,本实施方式的大豆皮烧成物,即使在以硅橡胶为母材时,也可以确认能够对母材进行配合。此外,在试着对本实施方式中说明的各实验结果等选择性地进行再现性试验时,都可以确认再现性。另外,本实施方式的大豆皮烧成物不仅可以用橡胶作为母材,也可以用涂料、水泥等作为母材。因此,例如也可以作为掺有热传导部件的涂料涂布在屋顶材料等,或者在建设集合住宅等时作为掺有热传导部件的水泥使用。进一步,试着使本实施方式的大豆皮烧成物的中值粒径为约30 μ m,选择性地进行各试验。如使用图8的说明所述,在将中值粒径改变为60 μ m、10 μ m、2 μ m时,可以看出体积固有电阻率的差异,但在中值粒径为60 μ m和30 μ m时,未观察到显著差异。另外,对于“表面电阻率”来说,在中值粒径为60μπι和30 μ m时,也未观察到显著差异。 接着,对包含可可豆壳烧成物(热传导材料)的热传导部件进行说明。另外,在与针对已经叙述的生大豆皮和大豆皮烧成物等的测定相同的条件下,进行下述各种测定等。首先,试着进行生可可豆壳的成分分析(有机元素分析法),结果,碳成分为约43. 60%,氢成分约6. 02%,氮成分约2. 78%。另一方面,试着进行可可豆壳烧成物的成分分析(有机元素分析法),结果,碳成分约65. 57%,氢成分约I. 12%,氮成分约I. 93%。另外,可可豆壳烧成物的体积固有电阻率为O. 0406 Ω · cm。图40、图41是生可可豆壳的SEM照片。图40 Ca)表示在350倍的倍率下拍摄的外皮照片,图40 (b)表示在100倍的倍率下拍摄的内皮照片,图41 (a)表示在750倍的倍率下拍摄的内皮照片,图41 (b)表示在1500倍的倍率下拍摄的内皮照片。如图40 (a)所示,可知生可可豆壳的外皮是像石灰岩的表面的形态。另一方面,如图40 (b)所示,可知生可可豆壳的内皮是纤维状的形态。有意思的是,如图41 (a)、图41 (b)所示,对于生可可豆壳的内皮试着放大纤维状部分来看时,呈螺旋状的形态。另外,螺旋状部分的直径大致呈现为10μπΓ20μπ 。图42、图43是不区分内皮和外皮而烧成的可可豆壳的SEM照片。图42(a)、图42
(b)和图43 (a)表示在1500倍的倍率下拍摄的烧成物的照片,图43 (b)表示在3500倍的倍率下拍摄的烧成物的照片。由图42 (a)、图43 (b)可以确认的是,在可可豆壳的烧成物中也残留有在生可可豆壳的内皮中所见的纤维状的形态。另外,该烧成物的尺寸呈现的是螺旋状部分的直径大致缩小到5μπΓ 0μπι。另外,由图42 (b)、图43 (a)可以确认的是,可可豆壳的烧成物是 丰富多彩的多孔结构。在已经叙述过的大豆皮、油菜籽柏、芝麻柏、棉籽柏、棉籽壳、大豆壳中,未确认到螺旋状的形态。因此,这些形态很可能是可可豆壳固有的形态。图44是表示包含可可豆壳烧成物的热传导部件的电磁波吸收特性的图表,相当于图32所示的内容。图45是表示包含可可豆壳烧成物的热传导部件的电磁波吸收特性的图表,相当于图34所示的内容。图44(a)、图44(b)和图45的横轴表示频率[MHz],纵轴表示电磁波吸收量[dB]。将图44、图45和图32、图34对比来看,可可豆壳相关的电磁波吸收特性看起来与棉籽壳相关的电磁波吸收特性相似。接着,对本实施方式的热传导部件的热传导率的测定结果进行说明,对于后述的各试样,在25°C的温度下进行热传导率测定。热传导率的测定方法以热线法基于JIS规格R2616进行。另外,试样的热传导率的测定,在使8片长IOOmmX宽50mmX厚2. 5mm的尺寸的热传导部件层叠的状态下进行(仅试样A的测定和试样D的150phr的测定,设为厚2. OmmX 10片层叠)。另外,测定装置采用快速热传导率计QTM-500 (京都电子工业制造)。并且,热传导率的测定是在能得到后述的标准试样的热传导率规格值±5%以内的数值的精度条件下进行。图46是表不本实施方式的热传导部件的热传导率的测定结果的图表。图46表示在母材(乙烯-丙烯二烯橡胶)中含有规定量的以下说明的各种试样和作为比较例的在市场中流通的任意2种碳黑(CB1,2)的情况下的热传导率。另外,作为参考,图46表示作为标准试样的泡沫聚乙烯(PE)、硅橡胶、石英玻璃的各热传导率。另外,对于CB2,制成厚2. OmmX 10片层叠。首先,就标准试样的热传导率而言,泡沫聚乙烯(PE)为O. 036 [ff/ (m · K)],硅橡胶为 O. 238 [ff/ (m · K)],石英玻璃为 I. 42 [ff/ (m · K)]。炭黑(CB1,2)的热传导率分别为O. 377[ff/(m · Κ)]、0· 418[ff/(m · K)]。另外,碳黑(CB1,2)相对于母材的含量分别为lOOphr。另外,母材本身的热传导率仅为O. 211 [W/(m · K)]。 试样A是将大豆皮在约900°C的温度下烧成,不经微粉碎而制造的热传导部件。用于该热传导部件的热传导材料的中值粒径为约30μπι。使试样A相对于母材分别含有 100phr、200phr、400phr 时的热传导率,分别为 O. 342 [ff/ (m · K) ]、0· 446 [ff/ (m · K)]、O. 651 [ff/(m · K)]。试样B是将大豆皮在约900°C的温度下烧成,经微粉碎而制造的热传导部件。用于该热传导部件的热传导材料的中值粒径为约5 μ m。使试样B相对于母材分别含有lOOphr、150phr、200phr、300phr、400phr 时的热传导率,分别为 O. 334 [ff/ (m .K) ]、0· 391 [ff/ (m .K)]、
0.436 [ff/ (m · K) ]、0· 518 [ff/ (m · K) ]、0· 587 [ff/ (m · K)]。试样C是将大豆皮在约1500°C的温度下烧成,不经微粉碎而制造的热传导部件。用于该热传导部件的热传导材料的中值粒径为约30 μ m。使试样C相对于母材分别含有 lOOphr、200phr、300phr 时的热传导率,分别为 0. 498 [ff/ (m · Κ)]、0· 769 [ff/ (m · K)]、
1.030[ff/(m · K)]。试样D是将大豆皮在约3000°C的温度下烧成,不经微粉碎而制造的热传导部件。用于该热传导部件的热传导材料的中值粒径为约30 μ m。使试样D相对于母材分别含有150phr、400phr 时的热传导率,分别为 I. 100 [ff/ (m · K) ]、3· 610 [W/(m · K)]。试样N是将油菜籽柏在约900°C的温度下烧成,不经微粉碎而制造的热传导部件。用于该热传导部件的热传导材料的中值粒径为约48 μ m。使试样N相对于母材分别含有 lOOphr、200phr、400phr 时的热传导率,分别为 O. 344 [ff/ (m · Κ)]、0· 460 [ff/ (m · K)]、O. 654 [ff/ (m · K)]。试样M是将棉籽柏在约900°C的温度下烧成,不经微粉碎而制造的热传导部件。用于该热传导部件的热传导材料的中值粒径为约36μηι。使试样N相对于母材分别含有 100phr、200phr、400phr 时的热传导率,分别为 O. 348 [ff/ (m · K) ]、0· 482 [ff/ (m · K)]、O. 683 [ff/ (m · K)]。试样G是将芝麻柏在约900°C的温度下烧成,不经微粉碎而制造的热传导部件。用于该热传导部件的热传导材料的中值粒径为约61 μ m。使试样N相对于母材分别含有 100phr、200phr、400phr 时的热传导率,分别为 O. 345 [ff/ (m · Κ)]、0· 471 [ff/ (m · K)]、O. 665 [ff/ (m · K)]。试样CT是将棉籽壳在约900°C的温度下烧成,不经微粉碎而制造的热传导部件。用于该热传导部件的热传导材料的中值粒径为约34 μ m。使试样CT相对于母材分别含有 100phr、200phr、400phr 时的热传导率,分别为 O. 361 [ff/ (m · Κ)]、0· 495 [ff/ (m · K )]、O. 705 [ff/ (m · K)]。试样CA是将可可豆壳在约900°C的温度下烧成,不经微粉碎而制造的热传导部件。用于该热传导部件的热传导材料的中值粒径为约39 μ m。使试样CA相对于母材分别含有 100phr、200phr、400phr 时的热传导率,分别为 O. 355 [ff/ (m · Κ)]、0· 483 [ff/ (m · K)]、
0.692 [ff/ (m · K)]。首先,将母材的热传导率和各试样的热传导率进行对比,可知各试样的热传导率高。因此,与仅以母材用作热传导部件相比,可知在其中含有本实施方式的热传导材料时,热传导率优异。相对于母材含有IOOphr的试样A时的热传导率与比较例的各传导率之间并无较大差异。认为这是由于相对于母材的碳含量相近的缘故。另外,相对于母材含有200phr的试样A时的热传导率与比较例的各传导率相比,虽然可评价为较好,但不能确认是显著增力口。与此相对,相对于母材含有400phr的试样A时的热传导率增加至比较例的各传导率的
1.5倍以上。接着,将试样A和试样N、M、G、CT、CA的热传导率进行对比可知,总体上看出同样的倾向。即,这些试样在热传导材料相对于母材的含量相同的情况下,都达到同样的热传导率。并且,就这些试样中的任一者而言,随着热传导材料相对于母材的含量的增加,热传导率也在增加。接着,将试样A和试样B进行对比,采用中值粒径小的热传导材料的试样B在热传导率的增加倾向方面,虽然只是一些但还是有变弱的趋势。因此,在想增加热传导率的情况下,认为省略“微粉碎”工序较好。接着,将试样A和试样C进行对比,可知随着制造热传导材料时的烧成温度的增力口,热传导率增加。试样C的情况下,即使相对于母材仅含有IOOphr的热传导材料,也能确认到大致O. 5 [ff/ (m · K)]的热传导率。同样地,即使将试样A和试样D进行对比,可知随着制造热传导材料时的烧成温度的增加,热传导率增加。试样D的情况下,即使相对于母材仅含有150phr的热传导材料,也能确认到大致I. l[W/(m*K)]的热传导率。此外,更惊异的是,在试样D的情况下,相对于母材含有400phr的热传导材料时,能得到大约为母材热传导率17倍的热传导率。对得到这种测定结果的理由试着进行考察。首先,碳本身具有导热性。当具有导热性的物质相互接近时,形成热桥。本实施方式的热传导材料的碳含有率高,因此,容易形成热桥。因此,认为含有本实施方式的热传导材料的热传导部件的热传导性优异。图49是表示补充图46的图表的测定结果的图表。图49表示在与图46所示的试样D相同条件下制造和测定的试样E的测定结果。另外,在这里,出于参考的目的,作为标准试样,与图46的情况同样地表示泡沫聚乙烯(PE)、硅橡胶、石英玻璃的各热传导率。这里,试样E是对其大豆皮烧成物,按照与试样D的大豆皮烧成物同样的工序进行制造而得的试样,但是,试样E是制造后经过I年以上的试样。就是说,试样E是与试样D同样地将大豆皮在约3000°C的温度下进行烧成,不经微粉碎而制造的热传导部件。用于该热传导部件的热传导材料的中值粒径为约30 μ m。
试着对相对于母材分别含有lOOphr、150phr、200phr、300phr、400phr的试样E时
的热传导率进行了测定。相对于母材含有IOOphr的试样E时的热传导率是O. 765 [W/(m ·Κ)]。可知其低于相对于母材含有150phr的试样E时的热传导率。另外,相对于母材含有150phr的试样E时的热传导率是I. 100 [W/(m · K)],这与图36所不的相对于母材含有150phr的试样D时的热传导率相同。另外,相对于母材含有400phr的试样E时的热传导率是3. 770 [W/ (m · K)],与图36所示的3. 610 [ff/ (m · K)]多少有些不同,但可认为几乎相同。由此可知,本实施方式的热传导部件,关于热传导率的再现性高。附带要说明的是,就试样D的大豆皮烧成物和试样E的大豆皮烧成物而言,不仅是热传导率,就是物性、成分分析等也是同样的结果。另外,相对于母材分别含有200phr、300phr的试样E时的热传导率为1.680[W/(ι ·Κ)]、2· 860 [ff/ (m · K) ] ο另外,由图49可知,使试样E相对于母材的含量线性增加的结果是热传导率也线性增加。因此,本实施方式的植物烧成物通过适当选择相对于母材的含量,能够容易控制热传导率,这是明显的事实。换言之,植物烧成物相对于母材的含有率的增减与热传导部件本体的热传导率的高低存在线性关系,这是明显的事实。(实施方式2)接着,对本发明的实施方式2的吸附材料进行说明。本发明人等发现,通过在实施方式I中说明的方法制造的植物烧成物,具备如下所述的吸附作用。首先,对植物烧成物的技术规格进行说明。作为植物烧成物的大豆皮烧成物,在烧成温度为900[°C ]的情况下,试样重量为I. 1463[g],BET-plot的相对压强范围为O. 0Γ0. 15,测定面积为440. 5 [m2],BET比表面积为384. 3 [m2/g],细孔容积Vp为
0.1756 [cm3/g],平均细孔半径rm为9.14[人],吸附时的众数细孔半径为4.42[人;|。另外,在烧成温度为1500[°C ]、3000[°C ]的情况下,试样重量为0. 5637[g]、7. 7389 [g],测定面积为 29. 4 [m2]、38· I [m2],BET 比表面积分别为 52. 2 [m2/g]、4· 92 [m2/g]。图22是在900 [°C ]的温度下烧成的大豆皮烧成物的气体吸附过程的细孔径分布曲线图。图22的横轴表示细孔半径(A),纵轴表示微分容积((mL/g)/A)。另外,此处的大豆皮烧成物的中值粒径约为34 μ m。此处应注意的是,至少在大豆皮烧成物中,如果再增加以下说明的对于在1500[°C ]>3000[°C ]的温度下烧成的大豆皮烧成物的验证结果,则在其它植物的烧成物中,仅在少数的特定细孔半径值中,会出现唯一的微分容积的尖锐波峰。通常,在除了大豆皮等烧成物以外的其它植物的烧成物中,几乎不会在特定的细孔半径值中出现微分容积单一的尖锐波峰,并且细孔径分布曲线图较宽,或者在细孔径分布曲线图中出现多个波峰。图22所示的在900 [°C ]的温度下烧成的大豆皮烧成物的细孔径,当细孔半径约为
442 \时,可以确认微分容积的尖锐波峰。其它细孔半径和微分容积的详细测定结果,请参考图22所示。此外,大豆皮烧成物,在石墨化处理后,残留为比表面积大的多孔结构。
图36是在1500 [°C ]的温度下烧成的大豆皮烧成物的气体吸附过程的细孔径分布曲线图。图36的横轴表示细孔半径(A),纵轴表示微分容积((mL/g)/A)。另外,此处的大豆皮烧成物的中值粒径约为27 μ m。此处可知,在特定的细孔半径值中出现微分容积的波峰。在1500[°C ]的温度下烧成的大豆皮烧成物的细孔径,当细孔半径约为8.29人时,虽然波峰的尖锐度稍差,也可以确认微分容积稍尖锐的波峰。但是,在30A左右的范围中,细孔分布变宽。另外,详细的测定结果请参考图36所示。图37是在3000 [°C]的温度下烧成的大豆皮烧成物的气体脱附过程的细孔径分布曲线图。图37的横轴表示细孔半径(A),纵轴表示微分容积(UL/g)/人)。另外,此处的大豆皮烧成物的中值粒径约为24 μ m。此处可知,在特定的细孔半径值中出现微分容积的尖锐波峰。在3000[°C]的温度下烧成的大豆皮烧成物的细孔径,在气体吸附过程中,当细孔半径约为4.41A时,可以确认微分容积的尖锐波峰。但是,在气体吸附过程中,当细孔半径约为14.3A时,可以确认较宽的小波峰。另外,详细的测定结果请参考图37所示。图38是在3000 [°C ]的温度下烧成的大豆皮烧成物的气体吸附过程的细孔径分布曲线图。此处可知,在特定的细孔半径值中出现微分容积的尖锐波峰。在3000[°C]的温度下烧成的大豆皮烧成物的细孔径,在气体脱附过程中,当细孔半径约为2丨.IA时,可以确认微分容积的尖锐波峰。另外,详细的测定结果请参考图38所示。由以上说明可知,大豆皮烧成物,无论烧成温度怎样,在特定的细孔半径值中都会出现微分容积的波峰,这是非常少有的特性。对于使用棉籽柏、可可豆壳、油菜籽柏、芝麻柏、棉籽壳的各烧成物的吸附材料,如下所述。表I是表示这些各烧成物的重量(g)、BET-plot的相对压强范围、测定面积(m2)、比表面积(m2/g)、细孔容积Vp (cm3/g)、平均细孔半径rm ( A )、吸附时的众数细孔半径(A )的表。另外,各烧成物的烧成温度为约900°C。表I
权利要求
1.一种热传导部件,其特征在于,具备在特定的细孔半径值处具有微分容积的波峰的植物烧成物。
2.根据权利要求I所述的热传导部件,其特征在于,通过对所述植物烧成物的烧成温度和所述植物烧成物相对于母材的含有率中的至少一方进行控制来制造。
3.根据权利要求I所述的热传导部件,其特征在于,所述植物烧成物是大豆皮、油菜籽柏、芝麻柏、棉籽柏、棉籽壳、大豆壳、可可豆壳中的任一烧成物。
4.根据权利要求I所述的热传导部件,其特征在于,所述母材是橡胶、树脂、涂料、水泥中的任一种。
5.根据权利要求I所述的热传导部件,其特征在于,所述植物烧成物相对于母材的含有率的增减与热传导部件本体的热传导率的高低具有线性关系。
6.一种热传导材料,其为用于权利要求I所述的热传导部件的植物烧成物。
7.一种吸附材料,其特征在于,具备在特定的细孔半径值处具有微分容积的波峰的植物烧成物。
8.根据权利要求7所述的吸附材料,其特征在于,所述植物烧成物被调节了烧成温度和中值粒径。
9.根据权利要求7所述的吸附材料,其特征在于,所述植物烧成物是大豆皮、油菜籽柏、芝麻柏、棉籽柏、棉籽壳、大豆壳、可可豆壳中的任一烧成物。
全文摘要
本发明开发一种维持与以往产品的热传导率同等的热传导率并且不使用硅橡胶即可的热传导材料,并提供使用该热传导材料的热传导部件。该热传导部件具备母材和相对于该母材而含有的植物烧成物,所述母材为橡胶、树脂、涂料、水泥中的任一种,所述植物烧成物为大豆皮、油菜籽粕、芝麻粕、棉籽粕、棉籽壳、大豆壳、可可豆壳中的任一烧成物,该热传导部件通过对植物烧成物相对于所述母材的含有率和该植物烧成物的烧成温度中的至少一方进行控制来制造。
文档编号C01B31/02GK102725375SQ20118000708
公开日2012年10月10日 申请日期2011年1月25日 优先权日2010年1月26日
发明者久野宪康, 后藤浩之, 筱原刚 申请人:日清奥利友集团株式会社
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